第三节晶体结构与性质考点一 晶体和晶胞【核心自主排查查】1.晶体与非晶体：(1)晶体与非晶体比较较：晶 体非晶体 结构特征结构微粒在三维空 间里_ 排列结构微粒相 对_排列性质 特征自范性有无 熔点固定不固定 异同表现各向异性不具有各 向异性周期性有序无序晶 体非晶体 二者区 别方法间接方法测定其是否有固定的_ 科学方法对固体进行X-射线衍射实验熔点(2)获获得晶体的途径。熔融态态物质质凝固。气态态物质质冷却不经经液态态直接凝固(凝华华)。溶质质从溶液中析出。2.晶胞：(1)概念：描述晶体结结构的_。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置。无隙：相邻邻晶胞之间间没有_。并置：所有晶胞_排列，_相同。基本单单元任何间间隙平行取向【思维诊维诊 断】(正确的打“”，错误错误 的打“”)(1)具有规则规则 几何外形的固体一定是晶体。( )提示：。晶体具有天然的几何外形，不是加工形成的几何外形。(2)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。( )提示：。冰和固体碘晶体中都存在范德华力，但冰中水分子间还存在氢键。(3)缺角的NaCl晶体在饱饱和NaCl溶液中会慢慢变为变为 完美的立方体块块。( )提示：。晶体具有自范性，缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中存在溶解和结晶平衡，最终会慢慢变为完美的立方体块。(4)通过过X-射线线衍射实验实验 的方法不能区分晶体和非晶体。( )提示：。构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来。(5)晶体和非晶体的本质质区别别是晶体中粒子在微观观空间间里呈现现周期性的有序排列。( )提示：。晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，非晶体中粒子在微观空间里不能有序排列，这是晶体和非晶体的本质区别。(6)立方晶胞中，顶顶点上的原子被4个晶胞共用。( )提示：。立方晶胞中，顶点上的原子被8个晶胞共用。【方法点拨拨】“均摊摊法”突破晶胞组组成的计计算(1)原则则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么每个晶胞对这对这 个粒子分得的份额额就是 (2)方法：长长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计计算。非长长方体晶胞中粒子视视具体情况而定，如石墨晶胞每一层层内碳原子排成六边边形，其顶顶点(1个碳原子)被三个六边边形共有，每个六边边形占 【基础础小题题快练练】1.如图图是Mn和Bi形成的某种晶体的结结构示意图图(白球均在六棱柱内)，则该则该 晶体物质质的化学式可表示为为( )A.Mn2Bi B.MnBiC.MnBi3D.Mn4Bi3【解析】选B。由晶体的结构示意图可知：白球代表铋原子，且均在六棱柱内，所以Bi为6个。黑球代表锰原子，个数为 =6(个)，则二者的原子个数比为66=11。2.某离子晶体晶胞的结结构如图图所示。试试分析：(1)晶体的化学式为为_。(2)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹夹角XYX是_。(3)设该设该 晶体的摩尔质质量为为Mgmol-1，晶体的密度为为gcm-3，阿伏加德罗罗常数的值为值为 NA，则则晶体中两个距离最近的X之间间的距离为为_cm。【解析】(1)晶胞中，X的个数=8 +6 =4，Y在晶胞内部，个数是8个，则X与Y的个数比是12，晶体的化学式为XY2(或Y2X)。(2)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心，键角XYX=10928。(3)由题意知，该晶胞中含有4个XY2(或Y2X)，设晶胞的边长为acm，则有a3NA=4M，a= 则晶体中两个距离最近的X之间的距离为 答案：(1)XY2(或Y2X)(2)10928(3) 【高考模拟预测拟预测 】1.(2016四川高考节选节选 )M、R、X、Y为为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过过渡元素。M基态态原子L层层中p轨轨道电电子数是s轨轨道电电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污污染物，Z的基态态原子4s和3d轨轨道半充满满。请请回答下列问题问题 ：世纪纪金榜导导学号30682200(1)R基态态原子的电电子排布式是_，X和Y中电负电负性较较大的是_(填元素符号)。(2)X的氢氢化物的沸点低于与其组组成相似的M的氢氢化物，其原因是_。(3)X与M形成的XM3分子的空间间构型是_。(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图图所示，则图则图 中黑球代表的离子是_(填离子符号)。【解析】M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，其电子排布式为1s22s22p4，为氧元素；R是同周期元素中最活泼的金属元素，R的原子序数比O的大，则R一定是钠元素；引起酸雨的主要大气污染物是二氧化硫，则X是S。因为M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，则Y只能是氯元素。Z的基态原子4s和3d轨道半充满，则其价电子排布式为3d54s1，则Z为铬元素。(1)R是钠元素，其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s1或Ne3s1；非金属性ClS，Cl的电负性比S的大。(2)X的氢化物是H2S，M的氢化物是H2O，由于H2O中存在分子间氢键使其沸点比H2S的高。(3)XM3分子是SO3，其价层电子对数=3+ =3，S的杂化方式为sp2，分子中没有孤电子对，其轨道构型和分子构型都是平面三角形。(4)R2M晶体为Na2O，晶胞中立方体的顶点上有8个白球，六个面的中心有6个白球，根据“均摊法”可知晶胞中实际含有白球的数目为8 +6 =4；黑球全部处于晶胞的内部，即晶胞中含有黑球的数目为8，所以黑球为Na+，白球为O2-。答案：(1)1s22s22p63s1(或Ne3s1) Cl(2)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键(3)平面三角形 (4)Na+2.(2017郑郑州模拟拟)现现有8种元素，其中A、B、C、D、E、F为为短周期主族元素，G、H为为第4周期元素，它们们的原子序数依次增大。请请根据下列相关信息回答问问题题：A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素B元素原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍C元素原子的核外p电子数比s电子数少1个D原子的第一至第四电离能分别是 I1=578 kJmol-1 I2=1 817 kJmol-1 I3=2 745 kJmol-1 I4=11 575 kJmol-1E原子核外所有p轨道全满或半满 F元素的主族序数与周期序数的差值为4 G是前四周期中电负性最小的元素 H在周期表的第12列世纪纪金榜导导学号30682201(1)已知CA5为为离子化合物，写出其电电子式：_。(2)A、B、C三种元素可以形成原子个数比为为111的3原子化合物分子，该该分子中键键和键键的个数比为为_。(3)画出D基态态原子的核外电电子排布图图：_。(4)C与A形成最简单简单 化合物的沸点高于E与A形成的化合物，其原因是_。(5)EF3中心原子的杂杂化方式为为_；用价层电层电 子对对互斥理论论推测测其立体构型为为_。(6)检验检验 G元素的方法是_；请请用原子结结构的知识识解释产释产 生此现现象的原因：_。(7)H与硫元素形成的化合物HS的晶体结结构如图图所示，其晶胞边长为边长为 xpm，则则HS晶体的密度为为_gcm-3(列式即可，阿伏加德罗罗常数用NA表示)；a与b之间间的距离为为_pm(用含x的式子表示)。【解析】根据题中信息，A为H；B为C；C的核外电子排布式为1s22s22p3，为N；E为P，2p轨道全满，3p轨道半满；根据D的逐级电离能，则D为第A族元素，根据元素原子序数顺序，可以确定D为Al。F为第3周期元素，主族序数应为4+3=7，即第A族，为Cl。G为K，H为第4周期第12列，为第B族元素Zn。(1)NH5为离子化合物，应为NH4H，电子式为(2)A、B、C形成的原子个数比为111的化合物为HCN，结构式为HCN，因此分子中含有键2个，键2个，二者个数比为11。(3)Al的基态原子核外电子排布图为(4)C与A形成NH3，E与A形成PH3，由于NH3分子间存在氢键，因此沸点高于PH3。(5)PCl3中磷原子为sp3杂化。分子中价电子对数为=4，因此分子立体构型为三角锥形。(6)检验钾元素一般用焰色反应方法。(7)根据ZnS晶胞结构，晶胞中含有4个ZnS。a与b之间的距离为晶胞体对角线的 因此为 答案：(1) (2)11(3) (4)NH3分子之间可以形成氢键(5)sp3 三角锥形(6)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量(7) 【加固训练训练 】1.原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处别处 于第1至第4周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电电子有6种不同的运动动状态态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态态原子的最外能层层只有一个电电子，其他能层层均已充满电满电 子。(1)这这四种元素中电负电负 性最大的元素其基态态原子的价电电子排布图为图为 _。第一电电离能最小的元素是_(填元素符号)。(2)C所在主族的前四种元素分别别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺顺序是_(填化学式)，呈现现如此递变规递变规 律的原因是_。(3)B元素可形成多种单质单质 ，一种晶体结结构如图图一所示，其原子的杂杂化类类型为为_。另一种的晶胞如图图二所示，若此晶胞中的棱长为长为 356.6 pm，则则此晶胞的密度为为_gcm-3(保留两位有效数字)。( =1.732)(4)D元素形成的单质单质 ，其晶体的堆积积模型为为_，D的醋酸盐盐晶体局部结结构如图图三，该该晶体中含有的化学键键是_(填选项选项 序号)。极性键键 非极性键键 配位键键 金属键键【解析】原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第1至第4周期，则A应处于第1周期，自然界中存在多种A的化合物，则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，即核外有6个电子，则B为碳元素；D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D原子外围电子排布为3d104s1，则D为铜元素；结合原子序数可知，C只能处于第3周期，B与C可形成正四面体形分子，则B为氯元素。(1)四种元素中电负性最大的是Cl，其基态原子的价电子排布式为3s23p5，其基态原子的价电子排布图为，四种元素中只有Cu为金属，其他为非金属，Cu的第一电离能最小。(2)HF分子之间形成氢键，使其沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，即沸点由高到低的顺序是HFHIHBrHCl。(3)图一为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为120，每个碳原子都结合3个碳原子，碳原子采取sp2杂化。一个晶胞中含碳原子数为8